光伏問題探討

問題探討PAGEPAGE7光伏問題探討1.什么是逆變器的低電壓穿越功能？當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)瞬時(shí)接地短路或相間短路，會(huì)造成電網(wǎng)電壓跌落。此時(shí)，并網(wǎng)光伏電站的逆變器不應(yīng)該立刻解列和脫網(wǎng)，只能是及時(shí)地向電網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)無功，自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓頻率和相位，維護(hù)電網(wǎng)的平穩(wěn)；在電網(wǎng)實(shí)施自動(dòng)重合閘時(shí)，不產(chǎn)生有害的沖擊電流，電網(wǎng)系統(tǒng)正常后，能夠快速地恢復(fù)并網(wǎng)發(fā)電。這種功能就是逆變器的低電壓穿越功能。如果中、大型并網(wǎng)光伏電站在電網(wǎng)瞬時(shí)故障時(shí)就立刻脫網(wǎng)，會(huì)造成電網(wǎng)電壓繼續(xù)下降甚至大面積停電。所以電力部門將逆變器作為重要的涉網(wǎng)設(shè)備管理，必須具備低電壓穿越功能。現(xiàn)在要求更嚴(yán)，強(qiáng)調(diào)逆變器要具有零電壓穿越的功能。 2.什么是逆變器的防孤島效應(yīng)并入電網(wǎng)的發(fā)電裝置，在電網(wǎng)失電的情況下，不能檢測到或根本沒有檢測手段得知電網(wǎng)己經(jīng)失電，反而仍然在向電網(wǎng)發(fā)送電能。發(fā)電裝置的這種反常效應(yīng)稱之為‘孤島效應(yīng)’。孤島效應(yīng)有著危及電力檢修人員生命安全、影響繼電保護(hù)正確動(dòng)作、產(chǎn)生涌流、缺相運(yùn)行、造成供電電壓和頻率不穩(wěn)等危害。因而并網(wǎng)逆變器必須具有能及時(shí)檢測出孤島效應(yīng)的能力和防止產(chǎn)生孤島效應(yīng)的保護(hù)功能。GB/T19939—2005《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》中規(guī)定：防孤島效應(yīng)保護(hù)應(yīng)在2s內(nèi)動(dòng)作，將光伏并網(wǎng)逆變器與電網(wǎng)斷開。同時(shí)還規(guī)定：電壓在額定的85％～110％之外、頻率在49.5～50.5之外，光伏并網(wǎng)逆變器也應(yīng)具有及時(shí)與電網(wǎng)斷開的功能。3.單塊型號(hào)不同的光伏組件為什么不能串接在同一條回路？ 單塊型號(hào)不同的光伏組件主要是指組件的功率不同，例如：290W、250W、185W等。功率是工作電壓和工作電流的乘積，型號(hào)不同的組件在同樣光照下所產(chǎn)生的工作電壓相近，但電流有差異，功率大的電流大，功率小的電流小。一個(gè)單元回路里是有20多塊組件串聯(lián)連接而成，在串聯(lián)回路中電壓是疊加的，電流是單塊板子的電流，而且是取串接的組件中最小的電流值。由于產(chǎn)生最小電流的那塊組件中的硅片無法通過較大的電流，整串組件的發(fā)電效率就降低了，較大功率的組件只能產(chǎn)生與較小功率組件一樣的功率。這類似于木桶短板效應(yīng)或者叫細(xì)管截流效應(yīng)。型號(hào)不同的組件在同樣光照下所產(chǎn)生的工作電壓相近但也有差異，這樣，并聯(lián)接入直流匯流箱內(nèi)各條回路的電壓就有差異。如果某塊組件中的硅片有故障，則電壓的差異就更大，在各條回路并接前端沒有串接防反二極管，那就會(huì)形成環(huán)流，輕者熔斷熔絲，重者損壞元器件。嚴(yán)格地講，型號(hào)相同但出廠廠家不同的組件，最好都不要裝在同臺(tái)逆變器所屬的直流回路里，因?yàn)椴煌瑥S家的制作工藝不同，原材料的物理特性不一致，工作電壓和工作電流不可能一樣，也會(huì)影響發(fā)電出率。4.并網(wǎng)光伏電站為什么要選用低壓為雙分裂繞組的升壓變壓器？變壓器的低壓繞組制作成雙分裂繞組，能有效地限制短路電流。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)發(fā)生短路時(shí)，因分裂繞組的阻抗較大，則短路電流就較小，這也便于低壓側(cè)可以選用輕型開關(guān)等電氣設(shè)備。由于是分裂式，當(dāng)一只繞組出現(xiàn)電氣故障時(shí)，另一只繞組雖有影響，但出現(xiàn)的電壓降較小，仍然可以正常工作。并網(wǎng)光伏電站常規(guī)的做法是1MW為一個(gè)單元，低壓繞組不用雙分裂式，那就要將兩臺(tái)500KW的逆變器并列運(yùn)行，這是不可取的。再者，并網(wǎng)光伏電站經(jīng)逆變產(chǎn)生的交流電壓較低，單臺(tái)逆變功率是500KW，低壓電流己經(jīng)達(dá)到1000多安培，兩臺(tái)并連接入一只繞組，電流翻倍，這對低壓電器的選擇很不利。5.Dy11y11和Dyn11yn11兩種型號(hào)箱變的能否用在同一個(gè)光伏電站？Dy11y11和Dyn11yn11兩種箱變型號(hào)是基本相同的。“D”表示高壓繞組都是三角連接，“y”表示低壓繞組都是星星連接。yn11中的“n”表示低壓繞組的中性點(diǎn)已經(jīng)引出到箱體中性點(diǎn)樁頭上，y11表示低壓繞組的中性點(diǎn)沒有引出，所以用了“基本相同”四個(gè)字。作為光伏電站用的這類低壓繞組為雙分裂式升壓箱變，中性點(diǎn)不可能接線，更不可能接地，因而中性點(diǎn)可以不引出。將中性點(diǎn)引出到箱體樁頭上，僅僅是為了測試低壓繞組各相直流電阻的方便，可以很快地讀出數(shù)值。光伏電站基本上都是用這種。中性點(diǎn)不引出，測試低壓繞組各相直流電阻只能是ab、bc、ca兩相兩相的測?？偵希珼y11y11和Dyn11yn11兩種型號(hào)箱變的能夠用在同一個(gè)光伏電站。6.什么是主變壓器的瓦斯保護(hù)？瓦斯保護(hù)是用于保護(hù)變壓器內(nèi)部故障的一種非電量保護(hù)裝置，是用瓦斯繼電器來實(shí)現(xiàn)。瓦斯繼電器內(nèi)由開口小油杯、磁鐵檔板和干簧觸點(diǎn)等器件組成，安裝在變壓器油枕下方的油通道上，里面浸滿了油。當(dāng)變壓器內(nèi)部有放電故障，如：線圈對鐵芯放電、線圈匝間短路、引線之間短路和分節(jié)開關(guān)打火等，變壓器油或其它絕緣村料受熱而分解產(chǎn)生氣體，這種氣體主要含瓦斯成份。氣體上浮并順著油導(dǎo)管企圖進(jìn)入油枕，此刻必然要經(jīng)過安裝在油導(dǎo)管上端的瓦斯繼電器并聚積在里面。根據(jù)氣體聚積的多少和速度的快慢，輕則使繼電器里的開口油杯失去浮力而偏移，油杯上的磁鐵使得干簧觸點(diǎn)閉合發(fā)出信號(hào)，俗稱輕瓦斯報(bào)警；重則沖動(dòng)磁鐵檔板使干簧觸點(diǎn)閉合跳開開關(guān)，俗稱重瓦斯報(bào)跳閘。瓦斯保護(hù)是主變壓器的主保護(hù)之一，它結(jié)構(gòu)簡單、反映靈敏、動(dòng)作迅速。7.什么是三段式過電流保護(hù)？瞬時(shí)過流速斷、延時(shí)過流速斷和定時(shí)過流這三種種保護(hù)配合一起，稱為三段式過電流保護(hù)，是線路和主變及其它運(yùn)行設(shè)備的主保護(hù)。 瞬時(shí)過流速斷：以被保護(hù)區(qū)域內(nèi)的短路電流數(shù)值和區(qū)間為依據(jù)進(jìn)行保護(hù)整定，當(dāng)故障電流超過整定值時(shí)，繼電保護(hù)無時(shí)限迅速動(dòng)作，開關(guān)跳閘，切斷故障。 定時(shí)過流速斷：保護(hù)整定值一般可以參考瞬時(shí)過流速斷定值，也可以按有關(guān)要求另行計(jì)算。當(dāng)故障電流達(dá)到和超過整定值時(shí)，繼電保護(hù)不是迅速動(dòng)作，而是延時(shí)到所整定的那段時(shí)間開關(guān)才跳閘，切斷故障。 定時(shí)過流：一般以最大負(fù)載電流為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算和整定，當(dāng)故障電流達(dá)到和超過整定值時(shí)，繼電保護(hù)不是迅速動(dòng)作，而是延時(shí)到所整定的那段時(shí)間開關(guān)才跳閘。這類保護(hù)定值一般都是由當(dāng)?shù)仉娏φ{(diào)度部門計(jì)算下達(dá)，但有的地方110kV電壓等級并網(wǎng)的光伏電站內(nèi)35kV電纜進(jìn)線線路，保護(hù)定值由我們自己計(jì)算，報(bào)他們備案。8.什么是線路光差保護(hù)？線路光差保護(hù)就是利用PCM光纖或者是光纜這種通訊手段，將輸電線路兩端的保護(hù)縱向聯(lián)絡(luò)起來，把兩端的電氣量各自送到對端進(jìn)行比較，根據(jù)差量判斷線路故障發(fā)生在線路內(nèi)部還是外部，從而決定是否指令保護(hù)動(dòng)作切除線路故障。電流型縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是將被保護(hù)線路兩端的電流大小和相位送至對端進(jìn)行比較，故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生差量，根據(jù)差量的值判斷被保護(hù)范圍內(nèi)的線路是否發(fā)生故障。由于這種保護(hù)無須與相鄰線路的保護(hù)動(dòng)作參數(shù)進(jìn)行配合，因而可以實(shí)現(xiàn)全線速動(dòng)。不存在與電壓有關(guān)的問題，不受系統(tǒng)的振蕩、線路的串聯(lián)電容、平行互感、系統(tǒng)非全相運(yùn)行和單側(cè)電源運(yùn)行方式的影響，它計(jì)算量少、算法簡單、靈敏可靠。正因?yàn)楣獠畋Ｗo(hù)比較的是線路兩端的電流和相位，所以對電流互感器二次接線的正確性即極性，電流的相位角差即六角相量的正確性要求很嚴(yán)。線路空載時(shí)對地電容電流較大，容易造成光差保護(hù)誤動(dòng)作，因而保護(hù)初次調(diào)試時(shí)要有一定的負(fù)載電流或進(jìn)行無功補(bǔ)償。這就是光伏電站在作光差保護(hù)調(diào)式時(shí)，要我們發(fā)一定量的電有功或起動(dòng)SVG的原因。9.并網(wǎng)光伏電站35kV側(cè)釆用消弧線圈接地和中性點(diǎn)串接小電阻接地區(qū)別在哪里？當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，較大的電容電流會(huì)產(chǎn)生諧振過電壓，數(shù)值達(dá)到3倍以上，將嚴(yán)重威脅著運(yùn)行中設(shè)備的安全。因此必須設(shè)法降低產(chǎn)生諧振過電壓的條件。利用消弧線圈是有效方法之一，它可以用感性電流能平衡容性電流以熄滅電弧，但不能抑止弧光短路引起的過電壓。如果故障時(shí)系統(tǒng)諧波分量過高，消弧線圈就不起作用了。這是因?yàn)槿菪噪娏鱅c=√3ULωC×10ˉ3、ω=2πf、f即頻率為50赫茲，高次諧波的頻率為nf（n為諧波次數(shù)），說明電容電流與諧波分量有關(guān)。諧波分量高，電容電流則相當(dāng)大。單相接地故障往往造成的次暫態(tài)過電壓達(dá)3-4倍，屬于高頻電壓。由于電感線圈對高頻相當(dāng)于開路，消弧線圈就不起作用了。另方面是消弧線圈僅限于單相接地電容電流在10A左右，當(dāng)單相接地電容電流達(dá)到100A左右時(shí)，消弧線圈很難達(dá)到理想的脫諧狀態(tài)并且容易發(fā)生諧振。小電阻接地裝置也是降低諧振過電壓的有效方法之一，好處是過電壓程度低，對設(shè)備安全有利，因?yàn)榱鹘?jīng)小電阻的阻性電流越大，過電壓的倍數(shù)就越低，這是經(jīng)計(jì)算得知的。即：當(dāng)Ir=Ic時(shí)，過電壓的倍數(shù)K=2.6Up（Up為最高相電壓峰值，Up=√2×U/√3）；當(dāng)Ir=2Ic時(shí)，K=2.3Up；當(dāng)Ir=3Ic時(shí)，K=2.0Up；還可以得知：流經(jīng)小電阻的故障電流越大，繼電保護(hù)的靈敏度越高，從過電壓保護(hù)精度上講流經(jīng)小電阻的故障電流大一點(diǎn)好。我主張作為大中型光伏電站的35kV中性點(diǎn)釆用小電阻接地裝置。大中型光伏電站的再次升壓系統(tǒng)一般是以一臺(tái)50MVA或100MVA主變壓器為一個(gè)單元，單元中35